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Física Detrás del Proyecto Hyper-Kamiokande

¿Qué son los neutrinos?

Los neutrinos son la segunda partícula más abundante en el universo (después de los fotones), pueden provenir tanto de estrellas cercanas, como de galaxias lejanas. 

Son partículas capaces de viajar largas distancias sin sufrir alguna desviación en su camino debido a su poca interacción con la materia.

Existen 3 tipos de neutrinos:

  • Electrónico
  • Muónico
  • Tauónico

y hasta hace poco tiempo se pensaba que no tenían masa alguna.  Sin embargo, se ha descubierto que cada uno de ellos tiene una masa m1, m2 y m3 respectivamente. 

Los neutrinos y sus masas tienen conexiones profundas con las otras partículas y núcleos elementales. 

Sabemos que existen 4 fuerzas que gobiernan nuestro mundo (las fuerzas fuertes, débiles, electromagnéticas y gravitacionales), y se cree que se unificaron en una sola fuerza bajo las temperaturas que estuvieron presentes en los comienzos del universo. Debido a que no es posible recrear dichas condiciones con la tecnología actual, resolver el problema de la jerarquía de las masas de los neutrinos es necesario para comprender el universo temprano utilizando dichas teorías.

 

neutrino-cuadro

Llevando la investigación de Neutrinos al siguiente nivel

Posterior al descubrimiento de las oscilaciones de neutrinos en Super-Kamiokande en 1998, las propiedades de los neutrinos han sido encontradas, una tras otra, lo que ha sido necesario para actualizar el Modelo Estándar. 

El megaproyecto Hyper-Kamiokande consiste en un tanque cilíndrico, con una profundidad de 71 m y un diámetro de 68 m. Un tanque 10 veces más grande que el detector Super-Kamiokande. 

En la pared de Hyper-Kamiokande se encuentran instalados 40,000 sensores de ultra sensibilidad con el objetivo de detectar la tenue Luz Cherenkov generada en el agua dentro del tanque. 

Foto esquemática del detector Hyper-Kamiokande

imagen TEC

Dos nuevos tipos de fotosensores

Hyper-Kamiokande utiliza más de 40,000 fotosensores en un tanque con una profundidad de 71 m, que es 41 m más grande que la profundidad de Super-Kamiokande (Kamioka Observatory, 2022). 

La producción masiva de los nuevos tubos fotomultiplicadores comenzó en 2020. Se planean 6 años de manufacturado de los sensores para su instalación y comienzo del experimento en 2027.  

El otro es un fotosensor de "ojo compuesto". Múltiples tubos fotomultiplicadores de 8 cm de diámetro con una gran precisión de tiempo de detección son agrupados y sellados para poder obtener imágenes detalladas a manera de aumentar la resolución de la cámara. 

Al utilizar ambos sensores, se espera obtener una mejora en la precisión de detección.

  • Fotos de investigadores trabajando con sensores en Kamioka
    Fotos de investigadores trabajando con sensores en Kamioka
  • Japón
     Japón
  • Fotos de investigadores trabajando con sensores en Kamioka
    Fotos de investigadores trabajando con sensores en Kamioka

Información e imágenes recuperadas de: 

Kamioka Observatory, ICRR (Institute for Cosmic Ray Research), The University of Tokyo

Conferencias Subatómicas

Como motivo de celebración de la publicación del paper inicial del Hyper-Kamiokande, se realizaron una serie de conferencias para dar a conocer los temas principales del proyecto y el papel de México en la colaboración internacional. 📍🇲🇽🇯🇵

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